Ortho­pä­die­tech­ni­sche Ver­sor­gungs­mög­lich­kei­ten nach Knieexartikulation

T. Baumeister, O. Gawron, M. Schäfer
Der folgende Artikel bietet eine Übersicht über die gebräuchlichen Schaftsysteme für knieexamputierte Anwender mit ihren Vor- und Nachteilen. Variationen und individuelle Versorgungswege erschweren die Definition von Schaftsystemen. Nach den funktionsgebenden Haft- und Führungsprinzipien können der „Containerschaft mit Weichwandinnenschaft und suprakondylärer Einfassung“ sowie der „Containerschaft mit flexiblem Innenschaft und Liner in Unterdrucktechnik“ herausgestellt werden. Konsequente Weiterentwicklungen beschäftigen sich mit Schaftkonzepten, die durch die Reduktion fester Schaftanteile ein erhöhtes adaptives Verhalten aufweisen und damit den Anwendern in vielen Alltagssituationen zu einem verbesserten Trage- und Nutzungsverhalten verhelfen.

Ein­lei­tung

Betrach­tet man Ampu­tier­te mit Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­on und deren Ver­sor­gung­mög­lich­kei­ten, las­sen sich grund­sätz­li­che Eigen­schaf­ten die­ser im Ver­gleich zur trans­ti­bia­len (TT) oder trans­fe­mo­ra­len (TF) Ampu­ta­ti­on eher sel­te­nen Anwen­der­grup­pe fest­stel­len: Die voll­stän­di­ge End­be­las­tung steht im Fokus der Schaft­ge­stal­tung und ermög­licht eine ver­gleichs­wei­se ein­fa­che Last-Kraft-Über­tra­gung der axi­al gerich­te­ten Kräf­te. Idea­le Hebel­ver­hält­nis­se und die in der Regel voll­stän­dig vor­han­de­nen Adduk­to­ren ermög­li­chen annä­hernd phy­sio­lo­gi­sche Ach­sen­si­tua­tio­nen und Schaft­stel­lun­gen. Das Femur neigt nur in gerin­gem Maße zu patho­lo­gi­schen Abduk­ti­ons- und Fle­xi­ons­fehl­stel­lun­gen. Die gege­be­ne Stump­fend­be­last­bar­keit in Kom­bi­na­ti­on mit mus­ku­lä­ren Füh­rungs­zo­nen erlaubt es, das Becken vom Pro­the­sen­schaft fernzuhalten.

Die funk­tio­nell guten Vor­aus­set­zun­gen for­dern jedoch ihren Tri­but im kos­me­ti­schen Aspekt: Die ana­to­mi­sche Situa­ti­on der Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­on ver­hin­dert eine phy­sio­lo­gi­sche Anord­nung des pro­the­ti­schen Knie­ge­lenk-Dreh­punk­tes, wodurch im Sei­ten­ver­gleich eine Dys­ba­lan­ce zwi­schen Ober­schen­kel- und Unter­schen­kel-Län­ge ent­steht. Die­ser Umstand limi­tiert die mög­li­che Aus­wahl an Pas­s­tei­len und stellt man­chen Anwen­der vor gro­ße Hür­den, vor allem dann, wenn hohe Ansprü­che an die ästhe­ti­sche Wie­der­her­stel­lung des kör­per­li­chen Defek­tes bestehen.

Schaft­sys­te­me mit Rast­stift und ande­ren distal auf­bau­en­den Befes­ti­gungs­me­cha­nis­men kön­nen bei der Ver­sor­gung von Knie­ex­am­pu­tier­ten auf­grund einer ent­ste­hen­den und nicht tole­ra­blen Über­län­ge als Tabu bezeich­net wer­den. Der­ar­ti­gen Lösun­gen wird daher in die­sem Bei­trag kei­ne Auf­merk­sam­keit geschenkt.

Die kon­ven­tio­nel­le Abdruck­tech­nik muss die unter­schied­li­che Auf­tei­lung der Gewe­be­ar­ten, die knö­cher­nen Struk­tu­ren und die Beson­der­heit der End­be­las­tung erfas­sen. Im Stan­dard­werk „Ampu­ta­ti­on und Pro­the­sen­ver­sor­gung“ 12 wer­den die Grund­la­gen der Gips­tech­nik sehr detail­liert ver­mit­telt. Ergän­zen­de Infor­ma­tio­nen kön­nen außer­dem zurück­lie­gen­den Aus­ga­ben die­ser Fach­zeit­schrift 3 ent­nom­men werden.

Bio­me­cha­ni­sche Wirkungsprinzipien

Nach dem ISO-Stan­dard ISO 85482:1993 ist die Über­tra­gung der wir­ken­den Kräf­te eine Auf­ga­be des Pro­the­sen­schaf­tes. Die Ver­mitt­lung der hori­zon­tal gerich­te­ten Kräf­te nimmt hier­bei eine sys­tem­über­grei­fen­de Rol­le ein. Auf­grund der Kör­per­last­li­nie, die idea­ler­wei­se mit­tig des Kör­pers zum Kör­per­schwer­punkt in Höhe des Beckens wirkt, und der Ein­flüs­se der über die Bein­säu­len ver­lau­fen­den Boden­re­ak­ti­ons­kräf­te ent­ste­hen hori­zon­tal gerich­te­te Kraft­mo­men­te. In der Dyna­mik kön­nen die­se hori­zon­ta­len Kraft­mo­men­te zu einem „Late­rals­hif­ten“ des Pro­the­sen­schaf­tes füh­ren, wobei der Schaft bei unzu­rei­chen­der Füh­rung in die medi­o­pro­xi­ma­len Weich­tei­le des Ober­schen­kels ein­taucht – eine Aus­wir­kung, die bei vie­len becken­frei­en Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­schäf­ten beob­ach­tet wer­den kann.

Die­sen unge­woll­ten und nega­ti­ven Ein­flüs­sen muss bereits früh­zei­tig ent­ge­gen­ge­steu­ert wer­den. Eine grund­sätz­li­che Her­an­ge­hens­wei­se der Abdruck­tech­nik und Schaft­phi­lo­so­phie muss daher das Ziel ver­fol­gen, die­se ungüns­tig wir­ken­den Kräf­te bereits bei der Form­er­fas­sung zu berück­sich­ti­gen und bio­me­cha­nisch sinn­vol­le Anla­ge­flä­chen zu erzeu­gen. Im Fal­le der wir­ken­den hori­zon­ta­len Kräf­te liegt eine sehr wich­ti­ge füh­ren­de Anla­ge­flä­che – soweit es sich mit der Schaft­kon­struk­ti­on ver­ein­ba­ren lässt – im medi­o­pro­xi­ma­len Schaft­an­teil. Die in der Regel voll­stän­dig ange­leg­te Adduk­to­ren­grup­pe bie­tet hier­bei ein opti­ma­les Wider­la­ger gegen das Late­rals­hif­ten und ermög­licht eine geziel­te Füh­rung des Femurs m Gewe­be. In direk­tem bio­me­cha­ni­schem Zusam­men­hang steht die late­ra­le Anla­ge im dista­len Schaft­an­teil, die ober­halb des knö­cher­nen Stump­fen­des endet. Wird die­se in der Schaft­kon­struk­ti­on nicht berück­sich­tigt, muss eine Über­las­tung des late­ra­len Kon­dy­lus mit ent­spre­chen­den Druck­stel­len befürch­tet wer­den. Auf eine enge A‑P-Füh­rung, wie sie in der Ober­schen­kel­pro­the­tik unab­ding­bar ist, kann auf­grund der her­vor­ra­gen­den Hebel­ver­hält­nis­se ver­zich­tet wer­den (Abb. 1).

Schaft­tech­ni­ken bei Knieexartikulation

Con­tai­ner-Schaft­tech­nik mit par­ti­el­lem oder durch­ge­hen­dem Weich­wan­din­nen­schaft (WWS) und supra­kon­dy­lä­rer Bettung

Bei die­sem Schaft­sys­tem wird klas­si­scher­wei­se über den Stumpf ein Strumpf gezo­gen, um die Weich­tei­le zu sta­bi­li­sie­ren und ein Ver­schie­ben die­ser beim Ein­stei­gen in den Innen­schaft zu ver­mei­den. Die­se Strümp­fe kön­nen von fei­nen Nylon­ge­we­ben bis hin zu beschich­te­ten Frot­tee­strümp­fen in unter­schied­li­chen Stär­ken gewählt wer­den. Hier­bei kön­nen die Strümp­fe durch unter­schied­li­che Eigen­schaf­ten ihre Vor­tei­le ent­fal­ten. So kön­nen copo­ly­mer­be­schich­te­te Strümp­fe durch ihre vis­ko­elas­ti­schen Eigen­schaf­ten Scher­kräf­te auf den Stumpf redu­zie­ren und Druck­spit­zen ver­rin­gern. Elas­tisch geweb­te Strümp­fe erhö­hen die Vor­kom­pres­si­on der Weich­tei­le und set­zen die Adhä­si­on her­ab. Ein leich­te­res Ein­glei­ten ohne das Auf­stau­en der pro­xi­ma­len Weich­tei­le kann die erwünsch­te Fol­ge sein.

Nach­dem der Stumpf mit einem aus­ge­wähl­ten Strumpf auf den Pro­the­sen­schaft vor­be­rei­tet ist, wird der WWS auf den Stumpf gescho­ben. Sei­ne wich­tigs­te Auf­ga­be besteht dar­in, für eine siche­re Fixie­rung zwi­schen Stumpf und Schaft­sys­tem Sor­ge zu tra­gen. Die in den WWS inte­grier­te Bet­tung der Kon­dy­len sta­bi­li­siert sich über den Con­tai­ner­schaft und ver­mit­telt dadurch aus­rei­chen­den Halt und Füh­rung. Selbst bei mus­ku­lä­ren Stümp­fen kann eine aus­rei­chen­de Hin­ter­schnei­dung, vor allem am media­len Femur­kon­dy­lus, geformt wer­den, die eine kno­chen­ge­führ­te Ver­rie­ge­lung ermög­licht. Zwi­schen dem kon­dy­lä­ren medi­o­la­te­ra­len (M‑L-)Maß und dem supra­kon­dy­lä­ren M‑L-Maß soll­te eine Dif­fe­renz von min­des­tens 1,5 cm bestehen, die­se kann jedoch bei stark atro­phen Stümp­fen auch meh­re­re Zen­ti­me­ter betra­gen. Je kno­chen­nä­her die­se supra­kon­dy­lä­re Ein­fas­sung gear­bei­tet wird, des­to sou­ve­rä­ner wer­den Haf­tung, Sta­bi­li­sie­rung und Füh­rung des Stump­fes im Pro­the­sen­schaft. Zu locke­re kon­dy­lä­re Bet­tun­gen dage­gen ver­mit­teln Unsi­cher­heit und füh­ren im ungüns­ti­gen Fall dazu, dass der Stumpf in der Schwung­pha­se aus dem WWS herausrutscht.

Die Ver­rie­ge­lung zwi­schen Innen­schaft und Außen­schaft erfolgt eben­falls über eine geo­me­trie­be­ding­te Ver­sprei­zung. Die sinn­vol­le Gestal­tung die­ses Aus­glei­ches in Form, Tie­fe, Ver­lauf und Flä­che muss sich sowohl an den tech­ni­schen Anfor­de­run­gen als auch der Anwen­der­com­pli­an­ce ori­en­tie­ren: Ein Con­tai­ner, der kei­ne Maß­re­du­zie­rung im supra­kon­dy­lä­ren Bereich auf­weist, wird vom Innen­schaft her­un­ter­rut­schen oder zumin­dest zu einer axia­len Hub­be­we­gung führen.

Wei­te­re bio­me­cha­ni­sche Anfor­de­run­gen müs­sen im dista­len Bereich erfüllt wer­den. Der Innen­schaft bil­det die knö­cher­ne Form der kon­dy­lä­ren Gelenk­flä­chen nach. Die Fos­sa inter­con­dy­la­ris femo­ris kann voll­flä­chig mit ange­stützt wer­den und ermög­licht so eine gleich­mä­ßi­ge Druck­ver­tei­lung am gesam­ten dista­len Femur. Dies führt zu redu­zier­ten Drü­cken an den knö­chern expo­nier­ten Bereichen.

Als Mate­ri­al für WWS bie­ten sich geschäum­te Plat­ten­ma­te­ria­li­en aus EVA oder PE an. Es ist abzu­wä­gen, ob ein ver­meint­li­cher Kom­fort­ge­winn durch nie­der­sho­ri­ge Mate­ria­li­en der Rück­stell­kraft von fes­te­rem Plat­ten­ma­te­ri­al vor­ge­zo­gen wer­den soll­te. Der Kalt­fluss bei nicht bestän­di­gen Schaft­ma­te­ria­li­en führt zu einem Aus­wal­ken mit der Fol­ge von Volu­men­än­de­run­gen und somit Pass­form­de­fi­zi­ten des Pro­the­sen­schaf­tes. Auf­grund der hohen all­täg­li­chen Belas­tungs­an­for­de­run­gen des Innen­schaf­tes soll­te die­ser in einer aus­rei­chen­den Gesamt­stär­ke von etwa 7 mm gefer­tigt wer­den. Das Volu­men des Innen­schaf­tes kann zu erheb­li­chen kos­me­ti­schen Nach­tei­len füh­ren. Dista­le Pols­ter sor­gen für eine Zunah­me der Innen­schaftstär­ke und erhö­hen die Dys­ba­lan­ce zwi­schen der phy­sio­lo­gi­schen Ober­schen­kel- und Unterschenkellänge.

Selbst mit Unbe­denk­lich­keits­be­schei­ni­gun­gen kön­nen die Innen­schaft­ma­te­ria­li­en mit zuneh­men­der Tra­ge­zeit sehr bedenk­lich wir­ken: Kör­per­fet­te, Schweiß und Blut kön­nen nicht rück­stands­los ent­fernt wer­den; eine Ste­ri­li­sa­ti­on des WWS ist nicht mög­lich, da Form­sta­bi­li­tät und Ver­kle­bun­gen dar­un­ter lei­den wür­den (Abb. 2).

In kon­ser­va­ti­ver Fer­ti­gungs­wei­se wird der Con­tai­ner in einem Hart­weich-Unter­druck-Lami­nier­ver­fah­ren mit Trä­ger­stof­fen aus Per­lon, Glas- und Car­bon­fa­sern ange­fer­tigt. Der pro­xi­mal weich gegos­se­ne Schaft­an­teil soll einem Ver­kip­pen des Außen­schaf­tes beim Sit­zen ent­ge­gen­wir­ken. Jedoch lässt die Fle­xi­bi­li­tät von PMMA-Har­zen in Ver­bin­dung mit Per­lon- oder Nyl­glas-Gewir­ken meist nicht die in der Anwen­dung benö­tig­te Fle­xi­bi­li­tät zu, wodurch der gewünsch­te Effekt einer redu­zier­ten Stumpf-Schaft-Pseu­darthro­se oft­mals nur gering aus­fällt. Wei­ter­hin zei­gen sich die­se Har­ze auf­grund ihrer ther­mo­plas­ti­schen Eigen­schaf­ten als nicht sehr form­sta­bil. Durch die täg­li­che Bean­spru­chung und die bio­me­cha­nisch ein­wir­ken­den Kräf­te ver­än­dert der Gieß­harz­schaft über einen län­ge­ren Tra­ge­zeit­raum sei­ne ursprüng­li­che Form. Die­se Form­ab­wei­chung kann sich sehr nach­tei­lig auf die Pass­form auswirken.

Da das gesam­te Pro­the­sen­ge­wicht bei die­ser Schaft­tech­nik in der Schwung­pha­se auf die kon­dy­lä­re und supra­kon­dy­lä­re Femur­bet­tung über­tra­gen wird, kön­nen hoch­ge­wich­ti­ge Pro­the­sen­sys­te­me mit mikro­pro­zessor­ge­steu­er­ten Knie- und/oder Fuß­pas­s­tei­len an die Belas­tungs­gren­zen des Stump­fes sto­ßen (Abb. 3). Der wohl größ­te Vor­teil eines WWS ist die Mög­lich­keit, auf die unter­schied­lichs­ten Stumpf­ge­ge­ben­hei­ten sehr fle­xi­bel zu reagie­ren. Knö­cher­ne Struk­tu­ren kön­nen gezielt ange­stützt oder ent­las­tet wer­den. Einer mobi­len Patel­la kann der not­wen­di­ge Raum zur Ver­fü­gung gestellt wer­den, ohne unnö­ti­ge Scher­kräf­te zu erzeu­gen. Im WWS kann schnell und unkom­pli­ziert gear­bei­tet und auf Volu­men­ver­än­de­run­gen reagiert wer­den, wie es z. B. bei Inte­rims­ver­sor­gun­gen der Fall ist. Wei­ter­hin kann ein WWS zeit­nah und ohne spe­zi­el­le Hilfs­mit­tel ange­fer­tigt wer­den, was dem Tech­ni­ker in der Pro­blem­be­hand­lung Hand­lungs­spiel­räu­me verschafft.

Con­tai­ner­schäf­te mit fle­xi­blen Innen­schaft­ma­te­ria­li­en und Liner in Unterdrucktechnik

Der Stumpf erfährt durch Ver­wen­dung eines Liners eine sta­bi­li­sie­ren­de For­mung. Bei der Aus­wahl des Liners müs­sen unbe­dingt Form und Quer­schnitt des Stump­fes berück­sich­tigt wer­den. Die Femur­kon­dy­len sind in der Regel nur wenig weich­teil­ge­deckt und müs­sen in der Schaft­ge­stal­tung form­li­mi­tie­rend berück­sich­tigt wer­den. Allein die Span­nung, aus­ge­löst durch einen run­den, fes­ten Sili­kon­liner, kann am dor­so­me­dia­len und dor­so­la­te­ra­len Femur­kon­dy­lus eine Über­rei­zung der Haut bewir­ken und zu einer Druck­stel­le führen.

Da alle vor­kon­fek­tio­nier­ten Liner einen run­den Quer­schnitt auf­wei­sen, eig­nen sich die­se für den Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­stumpf nicht. Hier bie­ten indi­vi­du­el­le Liner die bes­ten Vor­aus­set­zun­gen für ein leis­tungs­fä­hi­ges und form­kon­gru­en­tes Inter­face zwi­schen Stumpf und Innen­schaft. Unnö­tig dicke Line­ren­den müs­sen ver­mie­den wer­den. Ein dem Stumpf- und Kno­chen­ver­lauf ange­pass­ter Quer­schnitt sorgt für opti­ma­le Pass­form in den last­über­tra­gen­den Berei­chen 4. Die Berück­sich­ti­gung die­ser kon­struk­ti­ven Aus­wahl­kri­te­ri­en kann als Basis für den im All­ge­mei­nen sehr akti­ven Knie­ex­am­pu­tier­ten gel­ten. In eini­gen Fäl­len kön­nen vor­kon­fek­tio­nier­te Liner über For­mungs­mo­del­le im dista­len Bereich gering­fü­gig gewei­tet wer­den. Jedoch muss ein voll­flä­chi­ger Kon­takt im supra­kon­dy­lä­ren Bereich gege­ben sein, um vor Kon­den­sa­ti­ons­feuch­te im Liner zu schüt­zen. Für die­se Anwen­dung eig­nen sich Copolymer-(TPE-)Liner auf­grund ihrer ther­mo­plas­ti­schen Eigen­schaf­ten. Liner bie­ten zudem den Vor­teil, dass sie die Weich­tei­le unter einer guten Vor­kom­pres­si­on sta­bi­li­sie­ren und einem Auf­schie­ben des Gewe­bes beim Schaft­ein­tritt ent­ge­gen­wir­ken, um einer mög­li­chen Schaftrand­pro­ble­ma­tik vorzubeugen.

Die Fixie­rung erfolgt in sol­chen Sys­te­men über einen pro­xi­ma­len Abschluss in Form von Seals-Dicht­lip­pen oder Dicht­man­schet­ten. Nach dem Anle­gen der Pro­the­se wird über ein Aus­stoß­ven­til die Luft zwi­schen Liner und Schaftin­nen­sei­te eva­ku­iert. In der Schwung­pha­se ent­steht durch die Mas­sen­träg­heit der Pro­the­se ein Unter­druck zwi­schen Liner und Schaft. Je höher die Dicht­lip­pe oder die Man­schet­te ange­bracht ist, des­to gerin­ger wirkt der „pneu­ma­ti­sche Pin“. Die Gewichts­kraft der Pro­the­se wird über eine mög­lichst gro­ße Ober­flä­che übertragen.

Die­se Fixie­rungs­art erlaubt es, auf eine star­ke knö­cher­ne supra­kon­dy­lä­re Ein­fas­sung des Femurs wei­test­ge­hend zu ver­zich­ten. Jedoch kön­nen die Femur­kon­dy­len, soweit das Ein- und Aus­stei­gen mög­lich ist, form­schlüs­sig mit ein­ge­fasst wer­den. Dies emp­fiehlt sich vor allem bei einem Sys­tem­wech­sel von WWS zu Unter­druck­schaft und als ersatz­wei­ses Haft­prin­zip bei einer defek­ten Abdich­tung. Beson­ders beliebt sind in die­sen Fäl­len Varia­tio­nen mit par­ti­el­len supra­kon­dy­lä­ren Aus­glei­chen, die wahl­wei­se zum Schaft­sys­tem ergänzt wer­den kön­nen. Zur Auf­nah­me von Liner­sys­te­men eig­nen sich fle­xi­ble Innen­schäf­te mit glat­ten Ober­flä­chen und fle­xi­blen pro­xi­ma­len Rand­ab­schlüs­sen am besten.

In Ver­bin­dung mit einem dor­sal gekürz­ten Con­tai­ner wird die Adap­ti­ons­fä­hig­keit des Schaf­tes – und somit auch der Schaft­kom­fort – ver­bes­sert. Bereits beim ers­ten Tra­gen bemer­ken die Anwen­der die deut­lich beque­me­re Sitz­po­si­ti­on, da der Schaft kaum noch ver­kippt und unan­ge­neh­me Drü­cke am medi­o­pro­xi­ma­len Rand­ab­schluss aus­blei­ben. Allein die­se ers­ten Rück­mel­dun­gen recht­fer­ti­gen den Mehr­auf­wand für ein der­ar­ti­ges Schaft­sys­tem (Abb. 4).

Je dün­ner der Innen­schaft ange­fer­tigt wird, umso fle­xi­bler wird er. Hier muss die Belas­tung durch das Anwen­der­ge­wicht und die Akti­vi­tät des Anwen­ders der Halt­bar­keit gegen­über­ge­stellt wer­den. Dem typi­schen Kalt­fluss der fle­xi­blen ther­mo­plas­ti­schen Schaft­ma­te­ria­li­en muss ent­ge­gen­ge­wirkt wer­den, da es ansons­ten zu einem vor­zei­ti­gen und zu schnel­len Ver­schleiß des Innen­schaf­tes kommt. Der Con­tai­ner wird übe den fle­xi­blen Innen­schaft ange­fer­tigt. Hier­bei wer­den rigi­de und tra­gen­de Carbon­kon­struk­tio­nen im Lami­nier­ver­fah­ren her­ge­stellt. Der Con­tai­ner muss die wir­ken­den Kräf­te auf­neh­men und über­tra­gen kön­nen. Zur best­mög­li­chen Nut­zung der fle­xi­blen Eigen­schaf­ten des Innen­schaf­tes wird der dor­sa­le Bereich des Con­tai­ners so tief wie mög­lich gekürzt. Zur Ver­mei­dung des bereits beschrie­be­nen Kalt­flus­ses ther­mo­plas­tisch fle­xi­bler Innen­schäf­te kön­nen Gurtbän­der oder Tex­ti­li­en die­sen im Con­tai­ner frei­ge­schnit­te­nen Aus­schnitt sichern und einem Aus­wal­ken des fle­xi­blen Innen­schaf­tes ent­ge­gen­wir­ken. Für eine zuver­läs­si­ge Abdich­tung muss die Dicht­man­schet­te auf dem Innen­schaft genü­gend Dicht­flä­che zur Ver­fü­gung stel­len. Bei Seal­sys­te­men soll­te ein Zwei-Wege-Ven­til zum Ein­satz kom­men, sodass auch das Aus­stei­gen erleich­tert wird (Abb. 5).

Inno­va­ti­ve Schaftkonzepte

Die bio­me­cha­nisch idea­len Vor­aus­set­zun­gen, die Knie­ex­an­wen­der mit­brin­gen (lan­ger Hebel­arm, aus­ge­präg­te Kraft­ent­fal­tung, Stumpf-End­be­last­bar­keit), soll­ten so kom­pro­miss­los wie mög­lich genutzt wer­den. Die Beschaf­fen­heit der Stümp­fe in Ver­bin­dung mit den lan­gen Hebeln eig­net sich auf idea­le Wei­se, um fes­te Schaft­an­tei­le auf ein Mini­mum zu redu­zie­ren und durch den rich­ti­gen Mate­ri­al­mix den Schäf­ten mehr Kom­fort und eine bes­se­re Anpas­sungs­fä­hig­keit zu verleihen.

So bie­tet die Ent­wick­lung „Co.Co.S®“ („Control.Comfort.Socket“) eine moder­ne Schaft­tech­nik, die durch defi­nier­te Anla­ge­flä­chen und eine aus­ge­wähl­te Liner­ba­sis sehr gro­ße Frei­flä­chen im dor­sa­len Schaft­be­reich zur Ver­fü­gung stellt. Die Last­auf­nah­me erfolgt bei die­sem Schaft­sys­tem nicht aus­schließ­lich über das Stump­fen­de, son­dern über zwei Kraft­vek­to­ren, die zwi­schen der Fascia late­ra­lis, der Adduk­to­ren­grup­pe und der late­ra­len supra­kon­dy­lä­ren Anla­ge erzeugt wird 5.

Die Pedo­me­ter-App einer akti­ven Anwen­de­rin zeigt, dass bei 5.000 Schrit­ten am Tag die Pro­the­se nur eine knap­pe Stun­de in Bewe­gung ist. Dies soll ver­deut­li­chen, dass der Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons-Pro­the­sen­schaft nicht nur zum Lau­fen ange­fer­tigt wird. Vie­le ande­re Akti­vi­tä­ten des All­tags wer­den z. B. ste­hend und sit­zend aus­ge­übt und fül­len damit einen min­des­tens eben­so lan­gen Nut­zungs­zeit­raum wie das Gehen aus. Vor die­sem Hin­ter­grund müs­sen bei der Ent­wick­lung neu­er Schaft­sys­te­me auch der­ar­ti­ge Daten und Erfah­run­gen Ein­fluss neh­men. Beim Anfer­ti­gen von Zahn­pro­the­sen bei­spiels­wei­se möch­te die Anwen­de­rin tief und flä­chig im Stuhl sit­zen und nicht an har­te Schaft­rän­der erin­nert wer­den (Abb. 6 u. 7).

PBSS für Knieexartikulation

Unter ande­rem füh­ren der­ar­ti­ge Rück­mel­dun­gen dazu, dass auch der Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons-Pro­the­sen­schaft in die Ent­wick­lung neu­ar­ti­ger bio­ni­scher Pro­the­sen­schäf­te, etwa des PBSS (Poh­lig Bio­nic Socket Sys­tem), mit auf­ge­nom­men wur­de 6. Zum Kon­zept gehört eine Form­er­fas­sung via Scan­tech­no­lo­gie sowie eine bio­me­tri­sche Daten­er­fas­sung, um bio­me­cha­ni­sche Anla­ge­punk­te zu defi­nie­ren. Die digi­ta­le Form­er­fas­sung, Model­lie­rung und Umset­zung des Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­stump­fes befin­det sich aktu­ell noch in der Erpro­bung und wird nach Abschluss der Test­rei­he in einem geson­der­ten Fach­ar­ti­kel dargestellt.

Ziel­set­zung der PBSS-Knieex-Schaft­kon­struk­ti­on ist ein maxi­mal adap­ti­ves Schaft­kon­zept, das dem Anwen­der durch eine Berück­sich­ti­gung der mus­ku­lä­ren Akto­ren eine best­mög­li­che Füh­rung der Pro­the­se bei gleich­zei­ti­ger Adap­ti­vi­tät an die unter­schied­li­chen All­tags­si­tua­tio­nen bie­tet. Durch den Ein­satz redu­zier­ter tra­gen­der Schaft­an­tei­le in einer maxi­mal redu­zier­ten Car­bon-Epoxid­harz-Span­gen­tech­nik in Sand­wich­bau­wei­se in Kom­bi­na­ti­on mit gro­ßen, tei­le­las­ti­schen Füh­rungs­zo­nen aus Sili­kon erzielt die­se neu­ar­ti­ge Schaft­tech­nik im sen­si­ti­ven und kos­me­ti­schen Bereich eine sehr gute Reso­nanz der Anwender.

Auch hier bil­det eine indi­vi­du­el­le Liner­ver­sor­gung die Basis, die auf den Erfah­run­gen und beschrie­be­nen Grund­la­gen auf­baut. Über­wie­gend wer­den indi­vi­du­el­le „Pohlicone“-Silikonliner unter­schied­li­cher Kon­struk­ti­ons­prin­zi­pi­en oder indi­vi­du­el­le Copo­ly­mer­li­ner von Wil­low Wood ein­ge­setzt. Die Mög­lich­keit, indi­vi­du­el­le Liner in Stär­ke, Beschaf­fen­heit und Funk­tio­na­li­tät zu beein­flus­sen, bie­tet enor­me Vor­tei­le und ver­rin­gert die Anzahl ther­mo­plas­tisch zuge­rich­te­ter Liner erheb­lich (Abb. 8).

Die tra­gen­den Antei­le des defi­ni­ti­ven Epoxid­rah­mens wer­den beim PBSS-Knieex-Schaft­sys­tem auf ein Mini­mum redu­ziert. Um das Gewicht nied­rig zu hal­ten, wer­den Sand­wich­ma­te­ria­li­en ein­ge­setzt. Die Rea­li­sie­rung der adap­ti­ven Schaft­zo­nen erfolgt durch eine indi­vi­du­el­le HTV-Sili­kon­schaft­tech­nik, die mit dem Car­bon­rah­men fest ver­bun­den wird. Ein­ge­ar­bei­te­te Funk­ti­ons­struk­tu­ren im Sili­kon-Mate­ri­al wir­ken einer unge­woll­ten Deh­nung des Mate­ri­als bei Belas­tung sowie einer Mate­ri­al­er­mü­dung ent­ge­gen und sta­bi­li­sie­ren das Schaft­kon­strukt beim Gehen ent­spre­chend. Gera­de die­se Funk­ti­ons­struk­tu­ren ermög­li­chen auch eine dün­ne Wand­stär­ke des Sili­kon­schaf­tes und somit eine gestei­ger­te Fle­xi­bi­li­tät gegen­über kon­ven­tio­nel­len Mate­ria­li­en. Eine Ver­stär­kung des Con­tai­ners mit Gurtbän­dern oder Tex­til­ge­we­ben wird über­flüs­sig (Abb. 9).

Das Haft­prin­zip wird durch eine Abdich­tung zwi­schen pro­xi­ma­lem Liner­an­teil und HTV-Schaft rea­li­siert. Durch das dista­le Ven­til ent­steht so ein Cushion-Sys­tem ohne wei­te­re dich­ten­de Hilfs­mit­tel wie z. B. eine zusätz­li­che Dicht­lip­pe oder Manschette.

Pas­s­tei­le

Durch den vol­len Erhalt des Femurs ist bei einem Knie­ex­an­wen­der die Bau­hö­he der Pas­s­tei­le ent­schei­dend. Ampu­tiert wird im Gelenk­spalt, wes­halb jedes aktu­ell erhält­li­che Gelenk­kon­strukt dar­auf auf­baut und eine Über­län­ge erzeugt. Somit sind die Anfor­de­run­gen des All­tags und die gewünsch­ten Akti­vi­tä­ten des Anwen­ders aus­schlag­ge­ben­de Grün­de für die Wahl der Pas­s­tei­le. Durch die erwähn­ten guten Hebel­ver­hält­nis­se sind die meis­ten Anwen­der – gleich wel­chen Alters – im höhe­ren Mobi­li­täts­be­reich ein­zu­ord­nen. Sie kön­nen sich auf ihrem Schaft gut sta­bi­li­sie­ren und die Pro­the­se als Stand­bein nut­zen. Gera­de die­se Nut­zung muss bei der Wahl der Pas­s­tei­le berück­sich­tigt und ein ent­spre­chend robus­tes Pas­s­teil gewählt werden.

Für die Anfor­de­run­gen an das Knie­ge­lenk bedeu­tet dies, dass eine sehr zuver­läs­si­ge und leis­tungs­fä­hi­ge Stand­pha­sen­steue­rung zur Ver­fü­gung gestellt wer­den muss. Somit fällt die Wahl oft auf mikro­pro­zes­sor- oder mul­ti­sen­s­ori­ell gesteu­er­te Gelen­ke mit ent­spre­chen­der Auf­bau­hö­he. Poly­zen­tri­sche Kon­struk­tio­nen zei­gen ihren Vor­teil im Schwung­pha­sen­ver­lauf. Je nach Achs­an­ord­nung ent­steht eine mehr oder weni­ger star­ke Ver­kür­zung des Gelenk­kör­pers mit zuneh­men­der Beu­gung. Dies äußert sich in der Schwung­pha­se posi­tiv in Form ver­mehr­ter Boden­frei­heit oder redu­zier­ter kom­pen­sa­to­ri­scher Becken­an­he­bung. Wei­ter­hin über­zeu­gen poly­zen­tri­sche Gelenk­sys­te­me durch ihre gerin­ge Auf­bau­hö­he und Achs­la­ge. Dies wirkt sich beim Sit­zen in einer redu­zier­ten Über­län­ge des Ober­schen­kels im Ver­gleich zu den mono­zen­tri­schen Kon­struk­tio­nen aus.

Je nach Auf­bau­hö­he des Gelen­kes und nach Kör­per­grö­ße des Anwen­ders ver­bleibt für den Pro­the­sen­fuß nicht mehr viel Platz. In Kom­bi­na­ti­on mit mikro­pro­zessor­ge­steu­er­ten Gelenk­sys­te­men ist es nur sel­ten mög­lich, höher auf­bau­en­de Pro­the­sen­fuß­sys­te­me mit dyna­mi­schen Eigen­schaf­ten zu kom­bi­nie­ren. Ein Dreh­ad­ap­ter fin­det auf­grund der Ver­hält­nis­op­ti­mie­rung eben­falls kei­nen Einsatz.

Fazit

Die Ver­sor­gung von Anwen­dern mit Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­on erfor­dert ein dif­fe­ren­zier­tes Vor­ge­hen, das sich maß­geb­lich von der – oft­mals zum Ver­gleich her­an­ge­zo­ge­nen – Ver­sor­gung Ober­schen­kel­am­pu­tier­ter unter­schei­det. Die Pro­ble­me in der Anpro­be betref­fen weni­ger die Last-Kraft-Über­tra­gung im Pro­the­sen­schaft. Viel­mehr arbei­tet man bei der Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­ver­sor­gung an meh­re­ren Limits: begrenz­te Bau­hö­hen, limi­tie­ren­de kos­me­ti­sche Gestal­tun­gen, begrenz­tes Shif­ten des Schaf­tes etc.

Um der Ver­sor­gung kos­me­tisch alles abzu­ver­lan­gen, muss jeder Mil­li­me­ter Dicke, Län­ge, Brei­te und Stär­ke über­dacht und begrün­det sein. Fer­ti­gungs­tech­nisch muss auf die Adap­ter­va­ria­ti­on und die Mög­lich­keit einer Nach­jus­tie­rung auf­grund der Auf­bau­hö­he wei­test­ge­hend ver­zich­tet wer­den. Das mehr­ma­li­ge Tren­nen und neu Anset­zen eines Schaft­ad­ap­ters gehört als unver­zicht­ba­re Tätig­keit zur Anpro­be und ist Bestand­teil der Ermitt­lung einer opti­ma­len Sta­tik. Funk­tio­nell gese­hen ist der Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­stumpf um Län­gen bes­ser als jede noch so gute Ober­schen­kel­am­pu­ta­ti­on. Kaum ein Ober­schen­kel­an­wen­der kann sich so unauf­fäl­lig mit so weni­gen Kom­pen­sa­ti­ons­me­cha­nis­men durch den All­tag bewe­gen wie ein knie­ex­am­pu­tier­ter Anwender.

Adap­ti­ve Schaft­sys­te­me sind kein Luxus, son­dern das Ergeb­nis best­mög­li­cher Adap­ti­vi­tät an die ver­schie­de­nen All­tags­si­tua­tio­nen. Sie die­nen und för­dern damit den unmit­tel­ba­ren Behin­de­rungs­aus­gleich. Sit­zen, Füh­len, Rück­mel­dung – Exter­o­zep­ti­on und Inter­o­zep­ti­on ver­mit­teln den Anwen­dern ein deut­li­ches Plus im all­täg­li­chen Leben mit Pro­the­se (Abb. 10).

Für die Autoren:
Tim Bau­meis­ter, OTM
Poh­lig GmbH
Gra­ben­stät­ter Str. 1, 83278 Traunstein
T.Baumeister@pohlig.net

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
Bau­meis­ter T, Gaw­ron O, Schä­fer M. Ortho­pä­die­tech­ni­sche Ver­sor­gungs­mög­lich­kei­ten nach Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­on. Ortho­pä­die Tech­nik, 2016; 67 (10): 30–35

 

  1. Baum­gart­ner R, Bot­ta P. Ampu­ta­ti­on und Pro­the­sen­ver­sor­gung. 3., voll­stän­dig über­ar­bei­te­te Auf­la­ge. Stutt­gart: Thie­me Ver­lag, 2008: 356–358
  2. Grei­te­mann B, Brück­ner L, Schä­fer M, Baum­gart­ner R. Ampu­ta­ti­on und Pro­the­sen­ver­sor­gung. 4., voll­stän­dig über­ar­bei­te­te Auf­la­ge. Stutt­gart: Thie­me Ver­lag, 2016: 368–370
  3. Water­mann H. Beson­der­hei­ten der Maß­ab­form­tech­nik in der Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­pro­the­tik. Ortho­pä­die Tech­nik, 2004; 55 (6): 526–528
  4. Grei­te­mann B, Brück­ner L, Schä­fer M, Baum­gart­ner R. Ampu­ta­ti­on und Pro­the­sen­ver­sor­gung. 4., voll­stän­dig über­ar­bei­te­te Auf­la­ge. Stutt­gart: Thie­me Ver­lag, 2016: 368–370
  5. Wil­helm Juli­us Teu­fel GmbH. Co.Co.S® – die inno­va­ti­ve Schaft­form bei Knie­ex­ar­ti­ku­la­ti­on [Pro­dukt­in­for­ma­ti­on]. http://www.teufel-international.com/fileadmin/pdf/Flyer/Prothetik_Flyer/CoCoS_Konzept_Rev201405.pdf (Zugriff am 06.09.2016)
  6. Schä­fer M, Poh­lig K. Das Poh­lig Bio­nic Socket Sys­tem (PBSS). Ortho­pä­die Tech­nik, 2014; 65 (5): 62–68
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